[发明专利]超高层钢框架-核心筒结构伸臂桁架的延迟连接安装方法

说明书

本发明公开了一种超高层钢框架‑核心筒结构伸臂桁架的延迟连接安装方法，所施工超高层建筑为钢框架‑核心筒结构，钢框架‑核心筒结构包括核心筒和位于核心筒外侧的外围框架，伸臂桁架加强层中核心筒与框架柱之间通过伸臂桁架进行连接；伸臂桁架包括上下两根弦杆和多根腹杆；对伸臂桁架加强层中的伸臂桁架进行安装时，采用延迟连接法进行安装且其安装过程如下：一、弦杆临时连接；二、竖向变形监测：对两根弦杆连接的核心筒和框架柱在竖直方向上的应变分别进行监测；三、弦杆应力释放及固定连接；四、腹杆安装。本发明方法步骤简单、设计合理且操作简便、使用效果好，能有效解决因框架柱与核心筒的竖向变形差异导致伸臂桁架提前失效的问题。

技术领域

本发明属于建筑施工技术领域，尤其是涉及一种超高层钢框架-核心筒结构伸臂桁架的延迟连接安装方法。

背景技术

核心筒结构，属于高层建筑结构。简单来讲，外围是由梁柱构成的框架受力体系，而中间是筒体(比如电梯井等)，由于筒体在中间，所以称为核心筒，又名“框架-核心筒结构”。外围框架由多个框架柱和支撑于多个所述框架柱的框架梁连接而成。核心筒就是在建筑的中央部分，由电梯井道、楼梯、通风井、电缆井、公共卫生间、部分设备间围护等形成中央核心筒，与外围框架形成一个外框内筒结构，核心筒以钢筋混凝土浇筑。而外围框架为钢筋混凝土框架或钢框架，且当外围框架为钢框架时，框架-核心筒结构为钢框架-核心筒结构。

在高层、超高层框架-核心筒结构设计中，为控制结构水平位移过大经常在芯筒(即核心筒)与外排柱(即外围框架结构中的框架柱)之间设置伸臂构件，以提高结构的抗侧刚度。其中，超高层就是40层以上或高度100米以上的建筑。超高层的伸臂构件一般设置在建筑设备层、避难层等楼层，设置伸臂构件的楼层为加强层。上述伸臂构件通常采用桁架结构，也称为伸臂桁架，且加强层也称为伸臂桁架加强层。伸臂桁架加强层是指采用斜腹杆桁架、实体梁、箱形梁、空腹桁架等水平伸臂构件，在平面内将内部核心筒和外围框架柱连接为整体，控制结构整体侧移的水平加强层。伸臂桁架是采用桁架结构方式做成的梁，带加强层的框架-核心筒结构在伸臂桁架的作用下，能形成更大的刚度以抵抗倾覆力矩。现如今，所采用伸臂桁架的类型较多，主要包括K形、V形、人字形等形状的伸臂桁架。

对超高层钢框架-核心筒结构来说，考虑钢框架与核心筒在应力、应变增长速度以及自重荷载、施工荷载有效面积、材料时变、施工速度等方面的差异，在施工过程中，外框柱(即外围框架中的框架柱，通常采用钢管柱)与内部混凝土核心筒的竖向变形之间会产生一定的差值，竖向变形差进而对伸臂桁架产生附加应力。因此，如果提前将伸臂桁架进行焊接固定，会使伸臂桁架上部楼层的竖向荷载大部分被伸臂桁架承受，而无法通过外框柱向下传递，导致原本设计用来主要承受竖向荷载的外框柱严重浪费；相反，平时作为储备且一旦遇到大风、地震等特殊情况才发挥主要抗侧力作用的伸臂桁架则提前服役(也称为提前失效)，其中提前服役指的是伸臂桁架提前失效并丧失正常的使用性能，服役期缩短。伸臂桁架提前服役的直接影响是在伸臂桁架构件内部产生不必要的残余应力，伸臂桁架节点处的焊缝可能被撕裂或因受拉而变形；伸臂桁架提前服役的间接影响是在钢框架-核心筒结构建成后，在还未达到极限荷载状态的情况下结构就可能失效，这是在结构设计中并没有考虑的情况。因而，有必要对伸臂桁架的安装方法进行改进。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种一种超高层钢框架-核心筒结构伸臂桁架的延迟连接安装方法，其方法步骤简单、设计合理且操作简便、使用效果好，能有效解决因框架柱与核心筒的竖向变形差异导致伸臂桁架提前失效的问题。